Kasvihuoneprojekti (RAS): Seuraa elementtejä reagoimaan istutuksellemme: 18 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Tässä projektissa ehdotetaan ilman lämpötilan, kirkkauden ja kosteuden sekä lehtojen lämpötilan ja kosteuden seurantaa. Se ehdottaa myös näiden toimenpiteiden verkottamista verkostoon Actoborad.com

Tätä varten liitämme 4 anturia Nucleo -mikrokontrolleriin L432KC:

- Adafruutin TLS2561 -valoisuusanturi;

- Gotronicin kosteus- ja lämpötila -anturi DHT22;

- lämpötila -anturi DS1820;

- Kosteusanturi Grove - Seeed Studion kosteusanturi

Toimenpiteet suoritetaan 10 minuutin välein ja verkotetaan Sigfoxin Breakout TD1208: n kautta. Kuten edellä sanottiin, tämä on luettavissa verkkosivustolla Actoboard.com. Tähän mikrokontrolleriin on liitetty myös OLED -näyttö 128x64, joka näyttää pysyvästi viimeisimmät toimenpiteet. Lopuksi järjestelmä on omavarainen sähköisesti 8x20 cm: n aurinkokennokennon ja 1,5 Ah: n akun ansiosta. Ne on yhdistetty Nulceoon Seeed Studion LiPo Rider Prolla. Järjestelmä laitetaan 3D -tulostettuun laatikkoon.

Kuten voit nähdä synoptiikasta.

Mikrokontrolleriin os.mbed.comin kautta koottu koodi on nimeltään main.cpp. Käytetyt kirjastot ovat saatavilla alla olevasta linkistä, mikä on projektimme mbed:

Vaihe 1: Verkostoituminen

Tärkeä osa tätä hanketta oli mitata verkostoja ja tehdä niistä helposti saatavilla. 10 minuutin välein anturit mittaavat eri parametreja ja mittausten lähettämiseen käytetään sigfox TD1208 -moduulia. Tulokset ovat saatavilla Actoboardin verkkosivuilla:

Kun olemme luoneet bluemix-tilin, voimme käyttää Node-red -sovellusta tulostemme näyttämiseen graafisesti.

Ohjelmointi solmunpunaisella tietojen palauttamiseksi Actoboardilta

Julkinen linkki nähdäksesi tulokset reaaliajassa:

Vaihe 2: Komponentit

Tässä projektissa on luettelo tärkeimmistä käytetyistä komponenteista:

Mikro -ohjain: Nucleo STM32L432KC

Näyttö: LCD -näyttö

Sigfox: Sigfox -moduuli

Tietoja antureista:

- Ilma -anturi: DHT22 (lämpötila ja kosteus)

- Lattia -anturit: Grove -lämpötila ja Grove -kosteus

- Kirkkausanturi: Valoanturi

Virtalähde:

- LIPO (alimentation adapator Card)

- Akku

- Aurinkosähköpaneeli

Vaihe 3: Kulutus

Yksi hankkeemme tärkeimmistä kohdista on, että järjestelmän on oltava energiatehokas. Käytämme tähän paristoa ja aurinkokennoa. Akku voi antaa 1050 mA virran 1 tunnissa 3,7 V: 3, 885 Wh: n jännitteellä. Aurinkokennoa käytetään akun lataamiseen, se tuottaa 5,5 V: n jännitteen alle 360 mA ja teho vastaa 2 W.

Järjestelmämme teoreettinen kulutus: - Lämpötila -anturi DHT22: maks. 1,5 mA ja levossa 0,05 mA - Grove -lämpötila -anturi: enintään 1,5 mA - Valoanturi: 0,5 mA - Nucleo Cart: + 100 mA - LCD -näyttö: 20 mA - Sigfox TD1208 moduuli: lähetetään 24 mA (tässä projektissa mitään ei vastaanoteta tämän moduulin kanssa) ja lepotilassa 1,5 μA

Lepotilassa kulutus on vähäinen akun tehoon verrattuna. Kun järjestelmä sammuu (10 minuutin välein), kaikki anturit mittaavat, näyttö näyttää tuloksen ja sigfox -moduuli lähettää nämä tulokset. Kaikkien komponenttien katsotaan kuluttavan enimmäismäärän tällä hetkellä: käytämme noin 158 mA 10 minuutin välein, joten 6 * 158 = 948 mA 1 tunnissa. Akku kestää hieman yli tunnin ennen kuin se purkautuu kokonaan.

Tavoitteena on kuluttaa mahdollisimman vähän energiaa, jotta akun lataaminen olisi mahdollisimman vähäistä. Muuten, jos aurinkokenno ei saa aurinkoa vähään aikaan, se ei voi ladata akkua, joka purkautuu ja järjestelmä sammuu.

Vaihe 4: Suunnittele piirilevy

Aloitetaan PCB -osa!

Meillä oli monia ongelmia askeleelle, jota emme uskoneet vievämme niin paljon aikaa. Ensimmäinen virhe: PCB: tä ei ole tallennettu useisiin paikkoihin. Itse asiassa ensimmäinen havaittu piirilevy poistettiin, kun USB: llä oli joitain ongelmia. Nyt kaikki USB: n sisällä olevat tiedostot eivät ole käytettävissä. Yhtäkkiä oli löydettävä tarvittava energia tälle palapelille projektimme teollistamiseksi. Pienet yksityiskohdat, jotka ovat edelleen tärkeitä, on välttämätöntä, että kaikki liitännät ovat piirilevyn alareunassa ja että muodostetaan massasuunnitelma. Kun rohkeus on löytynyt, voimme tehdä uudelleen ALTIUMin sähköisen järjestelmän, kuten alla näet:

Vaihe 5:

Se sisältää anturit, Nucleo -kortin, Sigfox -moduulin ja LCD -näytön.

Vaihdamme PCB -osaan, menetämme niin paljon aikaa siihen, mutta lopulta onnistuimme. Kun tulostamme, testaamme sitä … ja tässä on draamaa. Puolet NUCLEO -kortti käännetään. Voimme myös katsoa yllä olevaa kaaviota. Vasen NUCLEO -haara 1-15 alkaen ylhäältä, kun taas oikean haara 15-1 1 myös ylhäältä. Mikä ei saa mitään toimimaan. Oli tarpeen palauttaa mieli, toistaa kolmannen kerran hätäpiirilevy kiinnittäen huomiota kaikkiin liitäntöihin. Halleluja PCB on luotu, voimme nähdä sen alla olevassa kuvassa:

Vaihe 6:

Kaikki oli täydellistä, herra SamSmilen hitsaukset olivat vertaansa vailla olevaa kauneutta. Liian hyvää ollakseen totta? Itse asiassa yksi ja ainoa ongelma:

Vaihe 7:

Lähennä sitä hieman lähemmäksi:

Vaihe 8:

Näemme sen oikealla olevasta kartasta, johon piirilevy perustuu SDA -yhteyteen D7: ssä ja SCL: ään D8: ssa (juuri mitä tarvitsemme). Kuitenkin, kun testasimme komponenteilla, emme ymmärtäneet vastaanotettujen tietojen epäjohdonmukaisuutta, ja yhtäkkiä, kun tarkastelimme uudelleen toisen asiakirjan asiakirjoja, huomasimme, että D7: lle ja D8: lle ei ole spesifisyyttä.

Tämän seurauksena leivänvalmistus toimii erittäin hyvin, ennen kuin mukautamme piirilevyn liitännät helpon reitityksen varmistamiseksi. Mutta kun piirilevyä ei ole muokattu, saamme tiedot huolimatta kaikista antureista paitsi tämän version valoanturia.

Vaihe 9: Suunnittele 3D BOX

Aloitetaan 3D -suunnitteluosa!

Tässä selitämme laatikon kolmiulotteisen suunnittelun osan tervetuloaksemme koko järjestelmämme. Hän vei paljon aikaa ja ymmärrät miksi. Yhteenvetona: Meidän on voitava sisällyttää laatikkoomme PCB ja kaikki siihen liittyvät komponentit. Toisin sanoen ajattele LCD -näyttöä ja myös kaikkia antureita tarjoamalla tilaa jokaiselle niistä, jotta ne voivat olla käyttökelpoisia ja tehokkaita mittauksissa. Lisäksi se vaatii myös virtalähteen, jossa on LIPO -kortti, joka on liitetty akkuun ja aurinkosähköpaneeli, joka tekee järjestelmästämme itsenäisen. Kuvittelemme ensimmäisen laatikon, joka sisältää piirilevyn, kaikki anturit, näytön ja akkuun kytketyn LIPO -kortin. On tietysti välttämätöntä ennakoida tietty paikka nestekidenäytölle, valotunnistimelle (jos se on piilotettu tai sivulle, se ei saa todellista valoa), lämpötila -anturille, DHT22: lle on välttämätöntä, että se voi mitata arvo lähellä laitosta ja unohtamatta lehmän kosteusanturia, jonka on oltava kosketuksissa suoraan maahan. Emme unohda reikää antennin liittämiseen sigfox -moduuliin ja toista reikää aurinkosähköpaneelien pojan siirtämiseksi LIPO -karttaan. Tässä päälaatikko:

Vaihe 10:

Tarvitsemme osan aurinkosähköpaneelin sijoittamiseksi ja paneelin liittämiseksi LIPO -korttiin.

Tässä on tulos:

Vaihe 11:

Meidän on voitava sulkea tämä ihana laatikko!

Tässä on mukautettu kansi:

Vaihe 12:

Kuten näemme, tämä on kansi, jossa on hampaat, jotka tulevat päälaatikon sisään vakauden parantamiseksi.

Tässä on, kun lisäämme sen ihanaan laatikkoomme:

Vaihe 13:

Kestävyyden lisäämiseksi liukuovi lisätään laatikkoon, mutta myös kanteen, joka pitää kaksi osaa tiukasti ja tarjoaa luotettavuutta ja turvallisuutta sisällä olevissa osissa.

Tässä on ensimmäinen versio liukuovesta:

Vaihe 14:

Jos haluat mennä vielä pidemmälle, ajattelimme sisällyttää aurinkosähkömoduulin päälaatikkoon, jotta se olisi samalla tasolla kuin valotunnistin ja sen strateginen asema, ja tuntea, että autonominen järjestelmä on jotain yhdistynyttä.

Tässä on liukuoven toinen versio, jossa on mahdollisuus leikata aiemmin esitetty aurinkosähkömoduuli:

Vaihe 15:

Tässä on, kun lisäämme sen ihanaan laatikkoomme, jossa on jo upea kansi:

Vaihe 16:

Oletko vähän eksynyt? Näytämme sinulle tämän maagisen laatikon lopullisen tilan!

Vaihe 17:

(Vahinko, jota emme voineet tulostaa nyt 3D -tulostimen ansiosta, koska minulta pyydettiin kestävyyttä, mitä tein, mutta minun on uskottava, että minulla on hieman liikaa, itse asiassa paksuus on yli 4 mm, joten ei voinut tulostaa sitä, koska se vei paljon materiaalia, liian surullista)… Mutta ei ole liian myöhäistä tulostaa sitä, ainakin jos vain huvin vuoksi = D

Niin kaunis:

Vaihe 18:

Kiitos.